CN104637852A - 一种柔性基板的剥离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性基板的剥离方法。该方法包括:A、在硬质基板上形成非结晶状的离型层,该离型层由受热后可形成片状结晶的材料制成;B、在所述离型层上形成所述柔性基板;C、在所述柔性基板上制作电子或光学器件;D、对所述离型层加热,使所述离型层转变为容易剥离的层状结构,将所述柔性基板从硬质基板上剥离。本发明的柔性基板的剥离方法,利用了离型层材料在受热后会形成片状结晶的特性,在柔性基板上制作完电子或光学器件后,通过对离型层加热,使离型层转变为容易剥离的层状结构,从而可以非常容易方便地将柔性基板从硬质基板上剥离。本发明不需要大型设备,实现起来简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及柔性电子器件制造技术,具体地说,是一种制造柔性电子器件时,对柔性基板进行剥离的方法。
背景技术
柔性光电子学,即将光电子器件,如显示器、芯片、电路、电源、传感器等制作于可弯曲的基板之上,以实现传统光电子器件所不能实现的功能、成本或用户体验的优势。由于传统硬质基板能够与传统设备兼容,并可以精确对位形成微细图案等,现有主流的柔性器件,如柔性AMOLED的制备,需要将柔性基板先制备或吸附于硬质基板表面,进行器件制备后再将柔性基板从硬质基板上剥离。因此,剥离技术成为这类柔性器件生产的关键。
以柔性AMOLED为例,目前主流的柔性光电子器件采用激光的方式进行剥离,即在高分子基板和玻璃界面施以高强度激光,将界面的一层高分子薄层烧蚀,从而实现剥离。这种方式已能实现量产,但是由于激光扫描尺寸的限制,难以应用于大尺寸柔性屏体的制备,同时由于激光剥离设备较为复杂,仅有少数公司有能力设计,为了降低成本,需要更为简易、更不依赖于复杂设备的剥离方式。
目前也有许多研究机构和公司在剥离技术方面提供了不同的解决方案,如将载体玻璃完全刻蚀;或将玻璃上的离型层湿法刻蚀;或将屏体四周粘附于玻璃上,而中间不粘附,待器件制作完成后将中间切下等。中国专利申请200910159470.9揭示了一种剥离的方法,用带层状结构的粘土作为柔性基板,用a-Si作为离型层,给a-Si施加能量(优选激光)让其熔融,粘附性变差,从而剥离柔性基板。但是,该专利申请仅适用于特殊的粘土基板,离型层只能是a-Si,适用范围很窄;并且,从实现方式来看,该专利申请仍然需要很高的剥离能量,仍然需要如激光器这样的复杂设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现简单、成本低、容易操作的柔性基板的剥离方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种柔性基板的剥离方法,包括:
A、在硬质基板上形成非结晶状的离型层,该离型层由受热后可形成片状结晶的材料制成;
B、在所述离型层上形成所述柔性基板;
C、在所述柔性基板上制作电子或光学器件;
D、对所述离型层加热,使所述离型层转变为容易剥离的层状结构,将所述柔性基板从硬质基板上剥离。
进一步地,所述受热后可形成片状结晶的材料为过渡金属硫族化合物。
进一步地,所述受热后可形成片状结晶的材料选自WS2、WSe2、MoS2、MoSe2、TiS2、TiSe2、SnS2、Bi2Te3、Sb2Te3、TaS2、TaSe2中的一种或任意组合。
进一步地,所述步骤A之前还包括:
在所述硬质基板上形成导电层;
所述步骤A中,所述离型层形成在该导电层上;
所述步骤D中,通过给所述导电层通电流使导电层发热,利用所述导电层的热量来加热所述离型层。
进一步地,所述步骤D中,通过紫外线照射、激光照射或超声波激励的方式对所述离型层加热。
进一步地,所述步骤A中,采用溅射法、化学气相沉积法、湿化学法、溶胶-凝胶法或喷墨打印法在所述硬质基板上形成非结晶状的离型层。
进一步地,所述离型层的厚度为10~1000 nm。
进一步地,所述柔性基板的材料选自聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、聚醚砜、聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
进一步地,所述步骤B中,通过涂布-固化法、喷墨打印法或流延法在所述离型层上形成所述柔性基板。
进一步地,所述柔性基板的厚度为10~1000 μm。
本发明的柔性基板的剥离方法,利用了离型层材料在受热后会形成片状结晶的特性,在柔性基板上制作完电子或光学器件后,通过对离型层加热,使离型层转变为容易剥离的层状结构,从而可以非常容易方便地将柔性基板从硬质基板上剥离。本发明不需要大型设备,实现起来简单、操作方便。
附图说明
图1是本发明的柔性基板的剥离方法的流程图。
图2是本发明的柔性基板的剥离方法的示意图。
图3是本发明的柔性基板的剥离方法第一实施例的示意图。
图4是本发明的柔性基板的剥离方法第二实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示,本发明的柔性基板的剥离方法,包括:
步骤1:在硬质基板上形成非结晶状的离型层,该离型层由受热后可形成片状结晶的材料制成;
步骤2:在所述离型层上形成所述柔性基板;
步骤3:在所述柔性基板上制作电子或光学器件;
步骤4:对所述离型层加热,使所述离型层转变为容易剥离的层状结构,将所述柔性基板从硬质基板上剥离。
其中,形成离型层的具有受热后可形成片状结晶特性的材料为过渡金属硫族化合物,例如可以是WS2、WSe2、MoS2、MoSe2、TiS2、TiSe2、SnS2、Bi2Te3、Sb2Te3、TaS2、TaSe2中的一种或任意组合。
优选地,在步骤1之前还包括:在硬质基板上形成导电层,该导电层一般为金属层。在步骤1中,离型层形成在该导电层上;而在步骤4中,通过给导电层通上电流使导电层发热,利用导电层的热量来加热所述离型层。该方法利用电流先将导电层加热,然后利用导电层的热量加热离型层,可以使加热十均匀,且加热迅速,在热量传递到柔性基板前即可完成离型层的结晶,因而不会损坏柔性基板及其上的光学或电子器件。
另外,也可以通过紫外线或激光照射离型层的方式对离型层加热,或者采用烘烤的方式加热离型层。离型层的厚度优先为10~1000 nm,柔性基板的厚度优选为10~1000 μm。
具体地如图2所示,硬质基板101的材质为玻璃或镀有其他膜层的玻璃,在硬质基板101上形成非晶的过渡金属硫族化合物离型层102,例如WS2、WSe2、MoS2、MoSe2、TiS2、TiSe2、SnS2、Bi2Te3、Sb2Te3、TaS2或TaSe2等其中之一,也可以是这些材料的任意组合。离型层的厚度优选为10-1000 nm,而形成方法可以为但不限于溅射法、化学气相沉积法(CVD)、湿化学法、溶胶-凝胶法、喷墨打印法等。然后在离型层102上形成柔性基板103,柔性基板的厚度优选为10-1000 μm,其材质可以是但不限于聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、聚醚砜、聚萘二甲酸乙二醇酯等,制备方法可以是但不限于涂布-固化法、喷墨打印法、流延法等。在柔性基板上再制备光学器件或电子器件104。光学器件或电子器件104制备完毕后,给离型层102施加能量,使其温度超过其形成层状结构的相变温度,这样,非晶的离型层102转变为容易剥离的层状结构,再施加外力进行剥离,使离型层102从中断裂,形成102-1和102-2两部分。
本发明利用了离型层材料在受热后会形成片状结晶的特性,在柔性基板上制作完电子或光学器件后,通过对离型层加热,使离型层转变为容易剥离的层状结构,从而可以非常容易方便地将柔性基板从硬质基板上剥离。本发明不需要大型设备,实现起来简单、操作方便。
如图3所示的实施例。在本实施例中,先在玻璃基板201上形成一层导电层202,导电层的材料可以为但不限于Mo、Cr、Ta、Ti、ITO等,在此优选Mo;制备方法可以为但不限于溅射法、电镀法等,在此优选为溅射法;导电层厚度为100-5000 nm,在此优选为1000 nm。在导电层202上形成一层过渡金属硫族化合物离型层203,在此优选材料MoS2,制备方法在此优选溅射法,于硫化氢蒸汽环境中形成非晶薄膜结构的离型层203,厚度优选为500 nm。在离型层203之上用涂布的方式形成聚酰亚胺柔性基板204,厚度为500 μm。在柔性基板204上形成AMOLED(有源矩阵有机发光二极管)显示器件205,其形成方法可采用现有技术。接下来,在导电层202上施加交变电流,使导电层202温度超过300℃,引发紧邻的离型层203发生结晶形成层状结构,然后施加外力将离型层203剥离为203-1与203-2,从而将柔性基板204及柔性AMOLED显示器件 205分离出来。
本实施例通过对导电层上施加交变电流,使导电层发热,然后再加热离型层,使离型层结晶。本实例只需要很低的能量即可使离型层结晶实现剥离。并且由于本实施例中是间接加热,而不是直接对离型层加热,从而可以使离型层受热更为均匀,避免因受热不均匀产生的录离不完全,提高了产品合格率。
如图4所示实施例。在本实施例中,在玻璃基板301上形成过渡金属硫族化合物非晶离型层302,在此优选材料WS2,优选湿化学法进行沉积,离型层302厚度优选为300 nm。接下来,采用旋涂与紫外光固化的方式,在离型层302之上形成柔性基板303。柔性基板303的材料为聚对二甲苯,厚度为500 μm。在柔性基板303上形成电泳显示(EPD)器件304,其形成方法可采用现有技术。之后,从玻璃基板301的方向照射270 nm的紫外光305,使离型层302吸收紫外光305后温度升高,从而发生相变,形成层状结构,然后施加外力将离型层302剥离为302-1与302-2,从而将柔性基板303及电泳显示器件304分离出来。
本实施例是通过紫外光照射使离型层受热而发生相变的。通过大面积的紫外线光源,可以对整个玻璃基板进行均匀照射,同样可以使离型层均匀受热,从而保证剥离效果,提高产品的合格率。
另外,离型层也可以采用MoS2等材料制作。而在剥离时,也可使用激光照射使MoS2相变,然后剥离。由于MoS2相变温度较低,因此对激光功率要求不高。还可以在玻璃基板上直接形成非晶TiS2材料的离型层,在形成柔性基板和显示器件后,用该材料最强吸收峰对应的高强度紫外光照射,并伴随超声,使柔性基板和显示器件剥离。由于过渡金属硫族化合物有很多种选择,而各种材料的相变温度和光学吸收谱各不相同,因此可以为各种应用提供不同的选择。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种柔性基板的剥离方法,其特征在于,包括:
A、在硬质基板上形成非结晶状的离型层,该离型层由受热后可形成片状结晶的材料制成;
B、在所述离型层上形成所述柔性基板;
C、在所述柔性基板上制作电子或光学器件;
D、对所述离型层加热,使所述离型层转变为容易剥离的层状结构,将所述柔性基板从硬质基板上剥离。
2.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述受热后可形成片状结晶的材料为过渡金属硫族化合物。
3.根据权利要求2所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述受热后可形成片状结晶的材料选自WS2、WSe2、MoS2、MoSe2、TiS2、TiSe2、SnS2、Bi2Te3、Sb2Te3、TaS2、TaSe2中的一种或任意组合。
4.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述步骤A之前还包括:
在所述硬质基板上形成导电层;
所述步骤A中,所述离型层形成在该导电层上;
所述步骤D中,通过给所述导电层通电流使导电层发热,利用所述导电层的热量来加热所述离型层。
5.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述步骤D中,通过紫外线照射、激光照射或超声波激励的方式对所述离型层加热。
6.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述步骤A中,采用溅射法、化学气相沉积法、湿化学法、溶胶-凝胶法或喷墨打印法在所述硬质基板上形成非结晶状的离型层。
7.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述离型层的厚度为10~1000 nm。
8.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述柔性基板的材料选自聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、聚醚砜、聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
9.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述步骤B中,通过涂布-固化法、喷墨打印法或流延法在所述离型层上形成所述柔性基板。
10.根据权利要求1所述的柔性基板的剥离方法,其特征在于,所述柔性基板的厚度为10~1000 μm。
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